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Patents

  1. Advanced Patent Search
Publication numberDE69529951 T2
Publication typeGrant
Application numberDE1995629951
Publication date5 Feb 2004
Filing date18 Sep 1995
Priority date21 Sep 1994
Also published asDE69529951D1, EP0702977A2, EP0702977A3, EP0702977B1, US5540732
Publication number1995629951, 95629951, DE 69529951 T2, DE 69529951T2, DE-T2-69529951, DE1995629951, DE69529951 T2, DE69529951T2, DE95629951
InventorsRoy L. New Hope Testerman
ApplicantMedtronic, Inc., Minneapolis
Export CitationBiBTeX, EndNote, RefMan
External Links: DPMA, Espacenet
Vorrichtung zur Erkennung und Behandlung obstruktiver Atemwegserkrankungen Apparatus for the detection and treatment of obstructive airway diseases translated from German
DE 69529951 T2
Abstract  available in
Claims(7)  translated from German
  1. Medizinische Vorrichtung zum Behandeln einer Verstopfung des oberen Luftwegs in einem Patienten durch elektrische Stimulation von Muskeln des oberen Luftwegs, die aufweist: (a) einen implantierbaren Impulsgenerator ( A medical device for treating upper airway obstruction in a patient by electrical stimulation of muscles of the upper airway comprising: (a) an implantable pulse generator ( 60 60 ), der eine Impedanzerfassungsschaltung ( ), Of an impedance detection circuit ( 85 85 ) enthält; ) Contains; (b) eine Stimulationsleitung ( (B) a stimulation lead ( 72 72 ), die so beschaffen ist, dass sie vom Impulsgenerator ( ), Which is designed so that it by the pulse generator ( 60 60 ) zu einem Nerv verläuft, der wenigstens einen der Muskeln des oberen Luftwegs des Patienten aktiviert; ) Extends to a nerve that at least one of the muscles of the upper airway of the patient activated; (c) wenigstens eine Impedanzmesselektrode ( (C) at least one impedance measuring electrode ( 70 70 ), die mit der Impedanzerfassungsschaltung ( ) Provided with the impedance sensing circuit ( 85 85 ) verbunden ist, so dass die Erfassungsschaltung ein Signal erzeugt, das zeitliche Änderungen der transthorakalen Impedanz im Patienten angibt; ) Is connected, so that the detection circuit generates a signal indicative of temporal changes in the transthoracic impedance in the patient; (d) Mittel ( (D) means ( 80 80 ), die in Reaktion auf die Impedanzerfassungsschaltung ( ), Which in response to the impedance detecting circuit ( 85 85 ) das Impedanzsignal der Impedanzerfassungsschaltung auf eine zeitliche Änderung der transthorakalen Impedanz, die das Einsetzen der Atmung des Patienten angibt, überwachen; ), The impedance signal of the impedance detection circuit to a temporal change in the transthoracic impedance that indicates the onset of inspiration of the patient monitor; (e) Mittel ( (E) means ( 100 100 ), die den Überwachungsmitteln ( ) That the monitoring means ( 80 80 ) zugeordnet sind und das Einsetzen der Atmung erfassen; ) Are associated with and detecting the onset of inspiration; (f) Mittel ( (F) means ( 73 73 ), die in Reaktion auf die Erfassungsmittel die elektrische Stimulation synchron zum Einsetzen der Atmung anlegen, wobei die elektrische Stimulation mit einem Pegel angelegt wird, der die Durchgängigkeit des Luftwegs wiederherstellt; dadurch gekennzeichnet , dass (g) die Impedanzmesselektrode längs der Stimulationsleitung angeordnet ist. ) That the electrical stimulation synchronous to create in response to the detection means for inserting the respiration, wherein the electrical stimulation is applied at a level which restores patency of the airway, characterized in that (g) the impedance measuring electrode is disposed along said stimulation lead.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Überwachungsmittel ( The apparatus of claim 1, wherein the monitoring means ( 80 80 ) Steigungsmessmittel enthalten, die eine Änderung der Steigung des Impedanzsignals messen. Included) slope measuring instruments that measure a change in the slope of the impedance signal.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2, bei der die Steigungsmessmittel so beschaffen sind, dass sie eine Änderung der Steigung über ein Intervall von 40 bis 100 ms messen. Apparatus according to claim 2, wherein the slope measuring means is adapted to measure a change in slope over an interval of 40 to 100 ms.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Erfassungsmittel ( Apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein the detection means ( 100 100 ) Schwellenmittel enthalten, die in Reaktion auf die Überwachungsmittel ( Included) threshold means responsive to the monitoring means ( 180 180 ) einen Schwellenwert für das Einsetzen der Atmung festlegen. ) Set a threshold for the onset of inspiration.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 4, bei der die Schwellenmittel umfassen: (a) Mittel, die in Reaktion auf die Überwachungsmittel ( Apparatus according to claim 4, wherein the threshold means comprises: (a) means, in response to the monitoring means ( 80 80 ) einen Basislinien-Durchschnittswert für das überwachte Signal bestimmen; ) Determine a baseline average value for the monitored signal; (b) Mittel, die in Reaktion auf die Basislinien-Bestimmungsmittel den Schwellenwert als eine Funktion des Basislinien-Durchschnittswerts bestimmen. (B) means for determining the threshold value as a function of the baseline average value in response to said baseline determining means.
  6. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, die außerdem Mittel enthält, die das Impedanzsignal digitalisieren. Apparatus according to any preceding claim, further comprising means for digitizing the impedance signal.
  7. Vorrichtung nach einem vorhergehenden Anspruch, die außerdem Mittel enthält, die eine Zeitableitung des Impedanzsignals erzeugen. Apparatus according to any preceding claim, further comprising means for generating a time derivative of the impedance signal.
Description  translated from German
  • [0001] [0001]
    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf medizinische Vorrichtungen, die eine elektrische Stimulation bei der Behandlung von Luftwegverstopfungserkrankungen wie etwa bei dem obstruktions- bzw. verstopfungsbedingten Schlafapnoe-Syndrom oder dem Widerstandssyndrom im oberen Luftweg verwenden. The present invention relates to medical devices that use an electrical stimulation in the treatment of Luftwegverstopfungserkrankungen such as in the obstruktions- or constipation-related sleep apnea syndrome or resistance syndrome in the upper airway.
  • [0002] [0002]
    Die Schlafapnoe ist seit einiger Zeit als medizinisches Syndrom in zwei allgemein anerkannten Formen bekannt. Sleep apnea has been known for some time as a medical syndrome in two generally recognized forms. Die erste ist die zentrale Schlafapnoe, die mit der Unfähigkeit des Körpers einhergeht, automatisch die neuromuskuläre Stimulation zu erzeugen, die notwendig ist, um den Atmungszyklus rechtzeitig zu beginnen und zu kontrollieren. The first is central sleep apnea, which is associated with the inability of the body to automatically generate the neuromuscular stimulation necessary to initiate the respiratory cycle time and to control. Eine Arbeit in Verbindung mit der Verwendung einer elektrischen Stimulation für die Behandlung dieses Zustands wird in Glenn, "Diaphragm Pacing: Present Status", Pace, VI, S. 357–370 (Juli-September 1978) diskutiert. A work in conjunction with the use of electrical stimulation for the treatment of this condition is in Glenn, "Diaphragm Pacing: Present Status" discussed Pace, VI, pp 357-370 (July-September 1978).
  • [0003] [0003]
    Das zweite Schlafapnoe-Syndrom ist als verstopfungsbedingte Schlafapnoe bekannt. The second sleep apnea syndrome is known as blockage caused by sleep apnea. Gewöhnlich ermöglicht die Kontraktion der Dilatatoren der oberen Luftwege (Nase und Rachen) deren Durchgängigkeit während der Atmung. Usually enables the contraction of the dilators of the upper airways (nose and throat) whose patency during breathing. Bei der verstopfungsbedingten Schlafapnoe hat die Verstopfung der Luftwege ein Ungleichgewicht zwischen den Kräften, die bestrebt sind, sie zusammenzuziehen (negativer Atmungsdruckgradient durch den Rachen) und jenen, die zu ihrer Öffnung beitragen (Muskelkontraktion), zur Folge. When the clot-related sleep apnea, the obstruction of the airways is an imbalance between the forces which tend to contract (negative Atmungsdruckgradient by the throat) and those who contribute to their opening (muscle contraction), the consequence. Die Mechanismen, die der Auslösung der verstopfungsbedingten Apnoe zu Grunde liegen, umfassen eine Verringerung der Größe der oberen Luftwege, eine Zunahme ihrer Dehnbarkeit und eine Verringerung der Aktivität des Dilatators. The mechanisms responsible for the initiation of the clot-related apnea to basically include a reduction in the size of the upper airway, an increase of its extensibility and a reduction in the activity of the dilator. Die Dilatatoren sind mit den Atmungsmuskeln eng verbunden, wobei diese Muskeln in ähnlicher Weise auf eine Stimulation oder eine Schwächung des Atmungszentrums reagieren. The dilators are closely linked to the respiratory muscles, and these muscles respond in a similar manner to a stimulation or a weakening of the respiratory center. Die Atmungsschwankungen, die während des Schlafs beobachtet werden (abwechselnde Verstärkung und Schwächung der periodischen Atmung), begünstigen daher eine Instabilität der oberen Luftwege und das Auftreten einer Mundrachen-Verstopfung. The respiratory fluctuations observed during sleep (alternating gain and attenuation of periodic breathing), therefore favor an instability of the upper airways and the occurrence of oral pharyngeal obstruction. Insbesondere ist die Ineffektivität der Atmungsaktivierung des Genioglossus während des Schlafs festgestellt worden. In particular, the ineffectiveness of the respiratory activation of the genioglossus has been found during sleep. Die Konsequenzen der Apnoe für den Kreislauf umfassen Herzrhythmusstörungen (Bradycardie, atrioventrikuläre Blockade, ventrikuläre Extrasystolen) und Störungen der Hämodynamik (pulmonale und systemische Hypertonie). The consequences of apnea for the cycle include cardiac arrhythmias (bradycardia, atrioventricular block, ventricular extrasystoles) and disorders of hemodynamics (pulmonary and systemic hypertension). Dies hat einen stimulatorischen metabolischen und mechanischen Effekt auf das vegetative Nervensystem zur Folge. This has a stimulatory metabolic and mechanical effect on the autonomic nervous system to malfunction. Das elektroenzephalographische Erwachen, das der Beseitigung der Verstopfung der oberen Luftwege vorhergeht, ist für die Fragmentierung des Schlafs verantwortlich. The electroencephalographic awakening which precedes the removal of the obstruction of the upper airways is responsible for the fragmentation of sleep. Das Syndrom ist daher mit einer erhöhten Erkrankungsziffer verbunden (als Folge einer Hyperschläfrigkeit während des Tages und von Kreislaufkomplikationen). The syndrome is therefore associated with increased morbidity (as a result of hyper sleepiness during the day and circulatory complications). Außerdem sind andere Bedingungen bekannt, die den oberen Luftweg beeinflussen, etwa das Widerstandssyndrom des oberen Luftwegs, das in Guilleminault, C. ua Ideopathic Hypersomnia Revisited: The Unknown Upper Airway Resistance Syndrom, Sleep Res 20: 251, 1991 beschrieben ist, oder die Stimmbandlähmung, die in Broniatowski, M. ua, Laryngeal Pacemaker, II, Electronic Pacing of Reinnervated Posterior Cricoarytenoid Muscles in the Canine, Laryngoscope 95: 1194–98, 1985, angegeben ist. In addition, other conditions are known to affect the upper airway, such as the resistance syndrome of the upper airway, which in Guilleminault, C., among others Ideopathic hypersomnia Revisited: is described 251, 1991, or the vocal cord paralysis: The Unknown Upper Airway Resistance Syndrome, Sleep Res 20 which in Broniatowski, M. et al Laryngeal Pacemaker, II, Electronic pacing of reinnervated Posterior Muscles Cricoarytenoid in the Canine, Laryngoscope 95: 1194-98, 1985, stated.
  • [0004] [0004]
    Ein Verfahren zur Behandlung des verstopfungsbedingten Schlafapnoe-Syndroms und anderer Zustände des oberen Luftwegs besteht darin, elektrische Signale zu erzeugen, um jene Nerven zu stimulieren, die die Muskeln des oberen Luftwegs des Patienten aktivieren, um die Durchgängigkeit des oberen Luftwegs aufrechtzuerhalten. A method for the treatment of constipation caused by sleep apnea syndrome and other conditions of the upper airway is to generate electrical signals to stimulate those nerves which activate the muscles of the upper airway of the patient, to maintain the patency of the upper airway. Beispielsweise wird im US-Patent 4.830.008 an Meer die Einatmungsanstrengung bzw. -leistung überwacht, wobei in Reaktion auf die überwachte Einatmungsanstrengung elektrische Signale an die Muskeln des oberen Luftwegs geschickt werden. For example, the inspiratory effort or performance is monitored in US Patent 4,830,008 to sea, where electrical signals are sent to the muscles of the upper airway in response to the monitored inspiratory effort. In dem US-Patent 5.123.425 enthält eine Manschette einen Sensor, der die Atmung überwacht und in der Weise arbeitet, dass er eine Apnoe-Episode erfasst, sowie ein Elektronikmodul, das elektrische Signalbündel für Elektroden, die sich an der Manschette befinden, erzeugt. In U.S. Patent 5,123,425 a collar contains a sensor to monitor respiratory and works in such a way that it detects an apnea episode and an electronics module, the electrical signal bundle for electrodes located on the collar, generated , Die elektrischen Signalbündel werden von den Elektroden transkutan zu den Nerven übertragen, die die Muskeln des oberen Luftwegs innervieren. The electrical bursts are transmitted transcutaneously from the electrodes to the nerves that innervate the muscles of the upper airway. In dem US-Patent 5.174.287 an Kallok überwachen Sensoren die elektrische Aktivität, die den Kontraktionen der Membran zugeordnet ist, und außerdem den Druck im Brustkorb und im oberen Luftweg. In U.S. Patent 5,174,287 to Kallok sensors monitor the electrical activity associated with contractions of the diaphragm and also the pressure in the thorax and the upper airway. Wann immer die elektrische Aktivität der Membran nahelegt, dass ein Einatmungszyklus erfolgt, und die Drucksensoren eine anomale Druckdifferenz im Luftweg zeigen, wird das Vorliegen einer verstopfungsbedingten Schlafapnoe angenommen, so dass auf die Muskulatur des oberen Luftwegs eine elektrische Stimulation angewendet wird. Whenever suggests the electrical activity of the diaphragm, that an inspiration cycle is performed, and the pressure sensors show an abnormal pressure differential in the airway, the presence of a clog-caused sleep apnea is assumed, so that the musculature of the upper airway, an electrical stimulation is applied. Im US-Patent 5.178.156 an Wataru ua umfasst die Atmungserfassung Sensoren für die Erfassung des Atemholens durch das linke und das rechte Nasenloch und durch den Mund, wodurch ein Apnoe-Ereignis identifiziert wird und die elektrische Stimulation des Genioglossus ausgelöst wird. In US Patent 5,178,156 to Wataru includes inter alia the breathing detection sensors for capturing our breath through the left and the right nostril and mouth, making an apnea event is identified and electrical stimulation of the genioglossus is triggered. In dem US-Patent 5.190.053 an Meer wird eine intraorale Elektrode unter der Zunge für die elektrische Stimulation des Genioglossus verwendet, um die Durchgängigkeit eines oberen Luftwegs aufrechtzuerhalten. In U.S. Patent 5,190,053 at sea an intraoral electrode is used under the tongue for the electrical stimulation of the genioglossus to maintain the patency of an upper airway. Im US-Patent 5.211.173 an Kallok ua werden Sensoren verwendet, die die Effektivität der Stimulation des oberen Luftwegs bestimmen, wobei die Amplitude und die Impulsbreite der Stimulation in Reaktion auf die Messungen der Sensoren modifiziert werden. In US Patent 5,211,173 among other things, to Kallok, sensors are used that determine the effectiveness of the stimulation of the upper airway, wherein the amplitude and the pulse width of the stimulation in response to the measurements of the sensors are modified. Im US-Patent 5.215.082 an Kallok ua erzeugt bei der Erfassung des Einsetzens eines Apnoe-Ereignisses ein Stimulationsgenerator ein Signal für die Stimulation der Muskeln des oberen Luftwegs mit veränderlicher Intensität, so dass die Intensität im Verlauf der Stimulation allmählich erhöht wird. In U.S. Patent 5,215,082 to Kallok inter alia, a stimulation generator provides a signal for stimulating the muscles of the upper airway of variable intensity so that the intensity is gradually increased during the course of the stimulation upon detection of onset of an apnea event. Selbst bei diesen Therapiearten bleiben viele praktische Schwierigkeiten für ihre Implementierung in einem medizinisch nützlichen Behandlungssystem bestehen. Even with these types of therapy many practical difficulties for their implementation in a medically useful treatment system remain. Insbesondere kann die Stimulation dann, wenn sie in Reaktion auf eine erfasste Einatmung oder auf nicht erfasste Apnoe-Ereignisse erfolgt, dem Patienten das Einschlafen oder das Weiterschlafen nach einem Erwachen erschweren. In particular, the stimulation can then, if it is done in response to a detected inspiration or non-recorded apnea events, the patient make it difficult to fall asleep or go back to sleep after an awakening. Bei dem '008-Patent an Meer besteht die Lösung für dieses Problem darin, die Aktionspotenziale der oberen Luftwegsmuskeln zu überwachen, um festzustellen, wann der Patient wach ist, und mit der Stimulation erst dann wieder zu beginnen, wenn eine normale Aktivität des oberen Luftwegsmuskels nicht erfasst wird. In the '008 patent to the sea, the solution to this problem is to monitor the action potentials of the upper airway muscles to determine when the patient is awake, and then start the stimulation again if a normal activity of the upper airway muscle is not detected. Dieser Lösungsversuch hat jedoch viele praktische Schwierigkeiten bei der Implementierung und kann zu einer ungeeigneten Stimulation oder zu einem Fehler bei der zuverlässigen Stimulation führen. However, this attempt at a solution has many practical difficulties in implementing and may lead to an inappropriate stimulation or an error in the reliable stimulation.
  • [0005] [0005]
    Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Apnoe-Behandlungsvorrichtung zu schaffen, die die praktische Erfassung der Atmungsanstrengung bzw. -leistung und die Behandlung in Reaktion auf die erfasste Atmungsanstrengung erfasst. It is therefore an object of the invention to provide an apnea treatment device which detects the practical detection of respiratory effort or energy and the treatment in response to the detected respiratory effort.
  • [0006] [0006]
    Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine medizinische Vorrichtung zum Behandeln einer Obstruktion bzw. Verstopfung des oberen Luftwegs in einem Patienten durch elektrische Stimulation von Muskeln des oberen Luftwegs geschaffen, die umfasst: According to the present invention provides a medical apparatus for treating an obstruction or blockage of the upper airway is created in a patient by electrical stimulation of muscles of the upper airway, comprising:
    • (a) einen implantierbaren Impulsgenerator, der eine Impedanzerfassungsschaltung enthält; (A) an implantable pulse generator including an impedance sensing circuit;
    • (b) eine Stimulationsleitung, die so beschaffen ist, dass sie vom Impulsgenerator zu einem Nerv verläuft, der wenigstens einen der Muskeln des oberen Luftwegs des Patienten aktiviert; (B) a stimulation lead, which is such that it extends from the pulse generator to a nerve which at least one of the muscles of the upper airway of the patient activated;
    • (c) wenigstens eine Impedanzmesselektrode, die mit der Impedanzerfassungsschaltung verbunden ist, so dass die Erfassungsschaltung ein Signal erzeugt, das zeitliche Änderungen der transthorakalen Impedanz im Patienten angibt; (C) at least one impedance measuring electrode, which is connected with the impedance detection circuit, so that the detection circuit generates a signal indicative of temporal changes in the transthoracic impedance in the patient;
    • (d) Mittel, die in Reaktion auf die Impedanzerfassungsschaltung das Impedanzsignal der Impedanzerfassungsschaltung auf eine zeitliche Änderung der transthorakalen Impedanz, die das Einsetzen der Atmung des Patienten angibt, überwachen; (D) means responsive to a change with time of the transthoracic impedance that indicates the onset of inspiration of the patient, monitoring the impedance signal of the impedance detection circuit in response to the impedance detecting circuit;
    • (e) Mittel, die den Überwachungsmitteln zugeordnet sind und das Einsetzen der Atmung erfassen; (E) means associated with said monitoring means and detecting the onset of inspiration;
    • (f) Mittel, die in Reaktion auf die Erfassungsmittel die elektrische Stimulation synchron zum Einsetzen der Atmung anlegen, wobei die elektrische Stimulation mit einem Pegel angelegt wird, die die Durchgängigkeit des Luftwegs wiederherstellt; (F) means that the electrical stimulation synchronous invest in response to the detecting means for inserting the breathing, the electrical stimulation is applied at a level that will restore the patency of the airway; wobei in which
    • (g) die Impedanzmesselektrode längs der Stimulationsleitung angeordnet ist. (G) the impedance measuring electrode is disposed along said stimulation lead.
  • [0007] [0007]
    Eine solche Vorrichtung kann in einem vollständig implantierbaren Stimulationssystem implementiert sein. Such a device may be implemented in a fully implantable stimulation system. Ein implantierbarer Impulsgenerator (IPG) wie etwa ein Medtronik ITREL II Modell 7424, das so modifiziert ist, dass es einen Eingang von einem Atmungssensor enthält, kann in einem Patienten implantiert sein. An implantable pulse generator (IPG) such as a Medtronik ITREL II Model 7424, which is modified so that it contains an input from a respiratory sensor can be implanted in a patient. Der Medtronik ITREL II IPG hat fortschrittliche programmierbare Merkmale, die Betriebsartänderungen durch transkutane HF-Telemetrie ermöglichen. The Medtronik ITREL II IPG has advanced programmable features that enable mode changes by transcutaneous RF telemetry. Die durch den Patienten steuerbaren Parameter der Funktion der Vorrichtung können daher von dem Patienten durch eine kleine in der Hand gehaltene Telemetrievorrichtung gesteuert werden, während der Arzt zusätzliche operationale Parameter bzw. Betriebsparameter der Vorrichtung durch eine externe Programmierungseinrichtung im Voraus festlegen kann. The controllable by the patient parameter of the function of the device can therefore be controlled by the patient through a small hand-held telemetry device while the physician may determine additional operational parameters or operating parameters of the device by an external programming device in advance.
  • [0008] [0008]
    Von kritischer Wichtigkeit in einem solchen System sind der Typ und der Ort des Atmungssensors, der der Vorrichtung ermöglicht, die Atmungsanstrengung bzw. -leistung des Patienten zu erfassen und zu analysieren. Of critical importance in such a system are the type and the location of the respiratory sensor, which enables the device to sense the breathing effort of the patient or power and analyze. Es hat sich gezeigt, dass ein Impedanzsensor wie etwa jener, der für die Messung kleiner Volumina für die Steuerung der Ausgangsrate von Herzschrittmachern verwendet wird, verwendet werden kann, um einen Atmungsanstrengungssensor zu schaffen. It has been found that an impedance sensor such as those used for the measurement of small volumes for the control of output rate of heart pacemakers can be used to provide a respiratory effort sensor. Solche Sensoren sind offenbart in dem US-Patent 5.201.808 an Steinhaus ua oder im US-Patent 5.271.395 an Wahlstrand ua oder im US-Patent 4.596.251 an Plicchi ua Der Impedanzsensor wird zum Zeitpunkt der Implantation des IPG chirurgisch implantiert. Such sensors are disclosed in US Patent 5,201,808 to Stone House, etc., or in US Patent 5,271,395 to dial beach, etc., or in US Patent 4,596,251 to Plicchi etc. The impedance sensor is at the time of implantation of the IPG surgically implanted.
  • [0009] [0009]
    Um die Atmungsanstrengung zu erfassen, wird die zeitliche Änderung der elektrischen Impedanz eines Teils der Brust mittels zweier implantierter Elektroden bestimmt. In order to detect respiratory effort, the electrical impedance time variation of a part of the chest is determined by means of two implanted electrodes. Beispielsweise bildet eine Elektrode das Gehäuse des Kastens, während die zweite Elektrode eine Ringelektrode um die Leitung ist, die sich von der Nervenelektroden-Baueinheit erstreckt. For example, one electrode forms the housing of the box, while the second electrode is a ring electrode about the lead extending from the nerve electrode assembly. Um die Impedanz zu messen, wird von dem leitenden Gehäuse des IPG zu der Ringelektrode der Stimulationsleitung ein Strom geschickt, wobei die resultierende Spannung gemessen wird. To measure the impedance, is sent from the conductive housing of the IPG to the ring electrode of the stimulation lead, a current, wherein the resulting voltage is measured. Die Gleichspannungskomponente des Impedanzsignals wird beseitigt, während die Wechselspannungskomponente in digitale Zählstände oder Impulse verarbeitet wird, die zu der Impedanzänderung proportional sind. The DC component of the impedance signal is removed, while the AC component processed into digital counts or pulses which are proportional to the impedance change. Eine zusätzliche Filterung des Impedanzsignals kann außerdem erforderlich sein, um physiologische Artefakte wie etwa Bewegungsartefakte zu entfernen. Additional filtering of the impedance signal may also be required in order to remove physiological artifacts such as movement artifacts. Eine mit der Einatmung synchrone Stimulation wird dann von dem Impulsgenerator über eine Leitung zu einer Elektrode um einen Nerv bereitgestellt. A synchronous with the inhalation stimulation is then provided from the pulse generator via a lead to an electrode around a nerve.
  • [0010] [0010]
    Eine medizinische Vorrichtung, die eine solche Impedanzerfassung für die Behandlung von Luftwegszuständen enthält, kann in Übereinstimmung mit der folgenden genauen Beschreibung hergestellt werden. A medical device containing such impedance sensing for treatment of airway conditions can be made in accordance with the following detailed description. Dies ist nur eine Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen, die lediglich beispielhaft und mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen angegeben werden. This is just a description of preferred embodiments, which are given merely by way of example and with reference to the accompanying drawings.
  • [0011] [0011]
    1 1 ist eine Seitenschnittansicht eines Patienten mit normaler Atmungsaktivität. is a side sectional view of a patient having normal respiratory activity.
  • [0012] [0012]
    2a–c 2a-c sind Graphen von Signalformen einer normalen Atmung (wobei die vollständige normale Einatmung an der Spitze gezeigt ist). are graphs of waveforms of a normal breathing (with the full normal inspiration at the top is shown).
  • [0013] [0013]
    2a 2a zeigt eine Atmungsanstrengungs-Signalform und bestimmte Phasen der Atmungsanstrengungs-Signalform. shows a respiratory effort waveform and specific phases of the respiratory effort waveform.
  • [0014] [0014]
    2b 2b zeigt einen Graphen einer Atmungsluftdurchfluss-Signalform, während shows a graph of a respiratory airflow waveform, while 2c 2c die entsprechende Atmungsanstrengungs-Signalform zeigt. the corresponding respiratory effort waveform displays.
  • [0015] [0015]
    3 3 ist eine Seitenschnittansicht des Patienten von is a side sectional view of the patient of 1 1 bei Einsetzen einer obstruktiven bzw. verstopfungsbedingten Apnoe. at the onset of obstructive or blockage induced apnea.
  • [0016] [0016]
    4a 4a und and 4b 4b sind Atmungs-Signalformen der Einatmungsanstrengung, die eine normale Einatmungsanstrengung ( are respiratory waveforms of inspiratory effort, the normal inspiratory effort ( 4a 4a ) und die Änderung der normalen Einatmungsanstrengung bei Einsetzen eines Apnoe-Ereignisses ( ) And the change in normal inspiratory effort at the onset of an apnea event ( 4b 4b ) zeigen. ) Show.
  • [0017] [0017]
    4c 4c ist eine Atmungs-Signalform, die den Atmungsluft durchfluss (im Gegensatz zu der Atmungsanstrengungs-Signalform in den is a respiratory waveform which the breathing air flow (as opposed to the respiratory effort waveform in the 4a 4a und and 4b 4b ) in einem Patienten während eines Apnoe-Ereignisses zeigt. ) Shows in a patient during an apnea event.
  • [0018] [0018]
    5 5 ist eine Ausführungsform der Erfindung, die einen implantierten Impulsgenerator und einen implantierten Impedanzsensor verwendet. is an embodiment of the invention using an implanted pulse generator and an implanted impedance sensor.
  • [0019] [0019]
    6 6 ist ein Blockschaltbild einer Ausführungsform der Apnoe-Behandlungsvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. is a block diagram of one embodiment of the apnea treatment device according to the present invention.
  • [0020] [0020]
    7 7 ist ein Blockschaltbild des Senders/Controllers des oberen Luftwegs von is a block diagram of the transmitter / controller of the upper airway of 6 6 bei seiner Anwendung auf einen Patienten. in its application to a patient.
  • [0021] [0021]
    8a–c 8a-c sind Signalformen, die die Synchronisation der Stimulation vom Sender des oberen Luftwegs von are waveforms of the synchronization of stimulation from the upper airway transmitter 6 6 ( ( 8a 8a ) mit der Impedanz-Atmungsignalform ( ) With the impedance respiration waveform ( 8b 8b ) bzw. der Intratrachealdruck-Signalform ( ) Or the Intratrachealdruck waveform ( 8c 8c ) zeigen. ) Show.
  • [0022] [0022]
    Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Behandeln von Verstopfungskrankheiten der oberen Luftwege durch Steuern der Stimulation der Muskulatur des oberen Luftwegs synchron mit der Einatmungsphase des Atmungszyklus. The present invention relates to an apparatus for treating constipation of diseases of the upper respiratory tract by controlling the stimulation of the upper airway muscles in synchronism with inspiratory phase of the respiratory cycle. In den In the 1 1 und and 2a–c 2a-c ist eine normale Atmungsaktivität dargestellt. is shown a normal breathability. In In 1 1 besitzt ein Patient has a patient 10 10 einen Luftweg an airway 15 15 , der während der Einatmung von Luft Which, during the inhalation of air 20 20 durchgängig bleibt. remains consistent. 2a 2a zeigt eine typische Atmungsanstrengung-Signalform für zwei vollständige Atmungszyklen. shows a typical respiratory effort waveform for two complete respiratory cycles. Jeder Abschnitt der Signalform ist gekennzeichnet durch eine negative Spitze Each section of the waveform is characterized by a negative peak 30 30 bei Abschluss der Ausatmung, eine positive Spitze at the end of the exhalation, a positive peak 35 35 bei Abschluss der Einatmung und einen Wendepunkt at the conclusion of inspiration and a turning point 40 40 , der das Einsetzen der Einatmung angibt. That indicates the onset of inspiration. Jeder Abschnitt der Signalform kann daher in eine Periode einer Atmungspause Each section of the waveform can therefore in a period of a breathing pause 32 32 , einer Einat mungsphase , A Einat tion phase 33 33 und einer Ausatmungsphase and an exhalation 34 34 getrennt werden. be separated. Weitere Charakteristiken der Signalform könnten in Verbindung mit der Verfolgung und der Analyse der Atmungssignalform identifiziert werden, um die Atmungsaktivität bei der Stimulationsbehandlung des oberen Luftwegs zu überwachen. Other characteristics of the waveform could be identified in connection with tracking and analyzing the respiratory waveform to monitor respiratory activity in upper airway stimulation treatment. Bei der normalen Atmung steht die Atmungsanstrengungs-Signalform mit der Luftströmung wie in den In normal respiration, the respiratory effort waveform is related to airflow as in the 2b 2b und and 2c 2c angegeben in Beziehung. specified in relationship. In In 2b 2b ist ein Linienzug des Luftdurchflusses einer normalen Atmung von einem Durchflussmesswandler gezeigt, während is a trace of the air flow of a normal respiration exhibited by a flow transducer, while 2c 2c den entsprechenden Linienzug der normalen Atmungsanstrengung, die den Luftdurchfluss erzeugt, zeigt. the corresponding trace of the normal respiratory effort which produces the airflow shows.
  • [0023] [0023]
    In den In the 3 3 und and 4b 4b ist die Atmung im selben Patienten beim Einsetzen einer verstopfungsbedingten Schlafapnoe dargestellt. is shown when inserting a blockage caused by sleep apnea, breathing in the same patient. 3 3 zeigt den Patienten shows the patient 10 10 und den Luftweg and the air 15 15 mit einer Luftwegverstopfung with a Luftwegverstopfung 17 17 , die für ein verstopfungsbedingtes Apnoe-Ereignis kennzeichnend ist. Which is indicative of a blockage conditional apnea event. 4a 4a zeigt, dass in einer normalen Atmungsanstrengungs-Signalform shows that in a normal respiratory effort waveform 43 43 die Einatmungsspitzen 45a–d ungefähr die gleiche Amplitude besitzen. the peak of inspiration 45a-d have approximately the same amplitude. Durch Vergleich mit By comparison with 4b 4b ergibt sich, dass die Signalform result, the waveform 47 47 der Einatmungsspitzen the peak of inspiration 50a–d 50a-d eine deutlich größere Amplitude beim Einsetzen der verstopfungsbedingten Apnoe als die unmittelbar vorhergehende Einatmungsspitze a significantly greater amplitude at the onset of the clot-related apnea than the immediately preceding Einatmungsspitze 52 52 haben. have. Dies gibt die erhöhte Einatmungsanstrengung wieder, die der Patient in Reaktion auf die Schwierigkeit beim Atmen durch den verstopften Luftweg unternimmt. This is the increased inspiratory effort again being undertaken by the patient in response to the difficulty in breathing through the obstructed airway.
  • [0024] [0024]
    In der Vorrichtung der vorliegenden Erfindung wird die erhöhte Einatmungsanstrengung durch eine synchronisierte Stimulation einer oder mehrerer Muskeln im oberen Luftweg, die den Luftweg während der Einatmungsphase offenhalten, vermieden. In the apparatus of the present invention, the increased inspiratory effort is avoided by synchronized stimulation of one or more muscles in the upper airway, which keep the airway open during the inspiratory phase. Der Muskel oder die Muskeln, die stimuliert werden, können aus einer Anzahl von Muskeln des oberen Luftwegs ausgewählt werden, etwa der Genio glossus-Muskel, der durch eine Manschettenelektrode, die um den Hypoglossus-Nerv angeordnet ist, stimuliert werden kann. The muscle or muscles stimulated can be selected from a number of muscles of the upper airway, such as the Genio glossus muscle which may be stimulated by a cuff electrode placed around the hypoglossal nerve. Die Wirkung dieser Stimulation auf die verstopfungsbedingte Schlafapnoe kann in dem Luftdurchfluss-Linienzug von The effect of this stimulation on the obstruction sleep apnea-related, in the air flow-curve of 4c 4c gesehen werden. to be seen. Während einer ersten Periode, die mit During a first period, with 53a 53a bezeichnet ist, wird eine Stimulation ermöglicht, wodurch ein normaler Atmungsluftdurchfluss erzeugt wird. is referred to, stimulation is enabled, thereby providing a normal breathing air flow is generated. Während einer zweiten Periode, die mit 53b bezeichnet ist, wird die Stimulation gesperrt, wodurch eine Verstopfung des Luftwegs, und eine Verringerung des Luftdurchflussvolumens (Apnoe) hervorgerufen werden. During a second period, which is denoted by 53b, stimulation is disabled causing obstruction of the airway and reduction in airflow volume (apnea) are caused. Während einer dritten Periode, die mit During a third period, with the 53c 53c bezeichnet ist, wird die Stimulation wieder aufgenommen, wodurch die Durchgängigkeit des Luftwegs wiederhergestellt wird und das Luftdurchflussvolumen erhöht wird. is referred to, stimulation is resumed, whereby the airway patency is restored and the air flow volume is increased.
  • [0025] [0025]
    Eine Vorrichtung, die im Wesentlichen wie oben beschrieben arbeitet, kann in einem vollständig implantierbaren Stimulationssystem wie etwa jenem, das in A device operating substantially as described above, in a fully implantable stimulation system such as that, in the 5 5 gezeigt ist, implementiert sein. is shown to be implemented. In In 5 5 kann ein implantierbarer Impulsgenerator , an implantable pulse generator 60 60 (z. B. ein Medtronik ITREL II Modell (Z. B. a Medtronik ITREL II model 7424 7424 , der so modifiziert ist, dass er einen Eingang von einem Atmungssensor enthält) in einen Patienten Which is modified so that it contains) an input from a respiratory sensor into a patient 65 65 implantiert sein, wobei die Atmungserfassung zwischen einer Impedanzmesselektrode be implanted, wherein the breathing sensing between an impedance measuring electrode 70 70 und dem Kasten and the box 62 62 des Impulsgenerators of the pulse generator 60 60 erfolgt. carried out. Der implantierbare IPG Medtronik ITREL II hat fortschrittliche programmierbare Merkmale, die Betriebsartänderungen durch eine transkutane HF-Telemetrie ermöglichen. The implantable IPG Medtronik ITREL II has advanced programmable features that enable mode changes by transcutaneous RF telemetry. Die vom Patienten steuerbaren Parameter der Operation der Vorrichtung können daher von dem Patienten durch eine kleine in der Hand gehaltene Telemetrievorrichtung gesteuert werden, während der Arzt zusätzliche operationale Parameter der Vorrichtung durch eine externe Programmierungseinrichtung im Voraus festlegen kann. The controllable by the patient parameters of the operation of the device can therefore be controlled by the patient through a small hand-held telemetry device while the physician may determine additional operational parameters of the device by an external programming device in advance. Die Impedanzmesselektrode The impedance measuring electrode 70 70 ist eine Ringelektrode, die um eine Leitung is a ring electrode to a conduit 72 72 angeordnet ist, die in einer Stimulationselektrode is arranged in a stimulation electrode 73 73 endet. ends. Daher schafft die chirurgische Implantation der Stimulationselektrode Therefore creates the surgical implantation of the stimulation electrode 73 73 und der Leitung and the line 72 72 außerdem die Implantation einer Messelektrode Moreover, the implantation of a measuring electrode 70 70 der Impedanzmessschaltung und eines zugeordneten Leiters the impedance measuring circuit and an associated conductor 71 71 . , Die zu der Einatmung synchrone Stimulation wird vom Impulsgenerator The synchronous to inspiration is from the stimulation pulse generator 60 60 durch die Leitung through the line 72 72 zur Nervelektrode to the nerve electrode 73 73 um den Hypoglossusnerv to the Hypoglossusnerv 74 74 geschaffen. created.
  • [0026] [0026]
    In In 6 6 ist ein Blockschaltplan der Hauptelemente der Vorrichtung gezeigt. there is shown a block diagram of the main elements of the device. Die Vorrichtung umfasst einen Controller The apparatus includes a controller 80 80 , der die Einatmungsphase erfassen und einen elektrischen Stimulationsimpuls an Muskeln des oberen Luftwegs senden kann. Which can detect and send an electrical stimulus pulse to muscles of the upper airway, the inhalation phase. Eine Impedanzerfassungsschaltung An impedance detection circuit 85 85 sendet Atmungssignalform-Informationen zum Controller sends respiratory waveform information to the controller 80 80 , der seinerseits Stimulationsimpulse durch eine Elektrode , Which in turn stimulation pulses through an electrode 90 90 sendet, um die Muskeln des Patienten zu stimulieren. sends, to stimulate the muscles of the patient. Die Elektrode kann eine Medtronik-Modell 3990-Halbmanschetten-Nervelektrode sein. The electrode may be a Medtronik model 3990 semi-cuff nerve electrode. Eine Programmierungseinrichtung A programming device 95 95 kann eine Fernprogrammierung des Controllers can remote programming of the controller 80 80 mit verschiedenen Parametern vornehmen, um die Vorrichtung an einen bestimmten Patienten anzupassen. make with various parameters in order to adapt the device to a particular patient. Die Vorrichtung von The device of 6 6 kann daher durch den Arzt programmiert werden und jede Nacht vom Patienten verwendet werden, um den Verschluss des oberen Luftwegs während der Einatmungsphase des Einatmungszyklus zu verhindern. can therefore be programmed by the physician and used each night by the patient to prevent the closure of the upper airway during the inspiratory phase of the inspiration cycle. Außerdem kann eine Programmierungseinrichtung mit grundlegenden Ein/Aus-Fähigkeiten für den Patienten vorgesehen sein, damit der Patient die vorprogrammierte Behandlung freigeben und sperren kann. In addition, a programming device with basic on / off capabilities for the patient be provided to allow the patient to release the pre-programmed treatment and can lock. Für den Fachmann ist offensichtlich, dass das gesamte System vom Patienten einfach zu benutzen sein muss, ferner muss es sich, da es ohne ständige medizinische Überwachung verwendet wird, sicher an verschiedene Arbeitsbedingungen anpassen können. Those skilled in the art will appreciate that the entire system must be easy to use by the patient, also it must be, because it is used without constant medical supervision, safely adapt to different working conditions.
  • [0027] [0027]
    7 7 ist ein Blockschaltplan des Controllers is a block diagram of the controller 80 80 in in 6 6 . , Ein Mikroprozessor A microprocessor 100 100 steuert die Hauptoperatio nen des Controllers controls the Hauptoperatio nen of the controller 80 80 . , Ein Impedanzsignal An impedance signal 89 89 von der Impedanzerfassungsschaltung of the impedance detection circuit 85 85 wird in eine Verstärker/Filtereinheit is in an amplifier / filter unit 87 87 , die Artefakte aus dem Signal The artefacts from the signal 89 89 filtert, und in eine automatische Verstärkungssteuerung filtered, and an automatic gain control 88 88 eingegeben, so dass es für analoge oder digitale Signalverarbeitungsvorrichtungen wie etwa einen Analog/Digital-Umsetzer input, making it suitable for analog or digital signal processing devices such as an analog / digital converter 91 91 geeignet ist. is suitable. Der Mikroprozessor The microprocessor 100 100 erzeugt Daten für den D/A-Umsetzer generates data for the D / A converter 101 101 und den Oszillator and the oscillator 102 102 , was eine Formung der Stimulationssignalform durch die Stimulationsformgebungseinrichtung What a shaping of the stimulation waveform by stimulation shaping device 103 103 in ein Ausgangssignal into an output signal 104 104 zulässt. allows. Ein Telemetriesystem A telemetry system 105 105 wird mit einer (nicht gezeigten) externen Programmierungseinrichtung verwendet, um mit dem Mikroprozessor zu kommunizieren. is used with a (not shown) external programming device, to communicate with the microprocessor.
  • [0028] [0028]
    Die Impedanzerfassungsschaltung The impedance detection circuit 85 85 enthält eine Leitung contains a line 72 72 , eine Impedanzmesselektrode , An impedance sensing electrode 70 70 und den IPG and the IPG 60 60 . , Die Impedanzerfassungsschaltung The impedance detection circuit 85 85 kann die Impedanz durch Ausgeben periodischer zweiphasiger Stromimpulse auf die Leitung the impedance by outputting periodic biphasic current pulses on the line 72 72 zur Impedanzmesselektrode for impedance measurement electrode 70 70 und durch anschließendes Erfassen der resultierenden Spannungen messen. measure and by subsequently detecting the resulting voltages. Die resultierenden Spannungen werden erfasst und wechselspannungsgekoppelt demoduliert, um eine Spannungssignalform zu erzeugen, die Änderungen der Impedanz wiedergibt. The resulting voltages are detected and AC coupled demodulated to generate a voltage waveform which reflects changes in impedance. Die gemessenen Impedanzänderungen werden dann zu Änderungen der Frequenz und der Größe der Atmungsanstrengung des Patienten in Beziehung gesetzt, wobei das Signal Spitzen besitzt, die den Phasen des Atmungszyklus entsprechen, in denen die Ausatmungs- und Einatmungsgeschwindigkeiten ihre Maximalwerte erreichen und Null-Werte besitzen, wenn jegliche Atmungsdynamik fehlt. The measured impedance changes will then be set to changes in the frequency and the size of the breathing effort of the patient in relation with the signal peaks has, corresponding to the phases of the breathing cycle in which the expiration and Einatmungsgeschwindigkeiten reach their maximum values and have zero values when any breathing dynamics is missing. Da das Impedanzsignal während der Einatmungsphase der Atmung negativ ist, wird das Sensorausgangssignal vorzugsweise invertiert, so dass die Einatmung eine positive Spannung liefert. Since the impedance signal is negative during the inspiratory phase of respiration, the sensor output is preferably inverted, so that inspiration yields a positive voltage. Nach einer vorgegebenen Periode (z. B. nach jeweils 20 bis 100 ms) tastet der Mikroprozessor After a given period (eg. As after every 20 to 100 ms) scans of the microprocessor 100 100 jeweils die Impedanzsignalform ab und bestimmt einen Wert, der die Größe der Änderung der Spannung der Impedanzsignalform seit dem letzten Abtastwert angibt. each of the impedance waveform and determines a value indicating the amount of change in the impedance waveform voltage since the last sample. Mehrere Komponenten der Impedanzerfassungsschaltung Several components of the impedance detection circuit 85 85 können Computerelemente sein, die von außen gelieferte Parameterwerte fordern, die etwa von einem Arzt unter Verwendung einer externen Programmierungsvorrichtung bereitgestellt werden. may be computer elements that require external supplied parameter values that are provided by a doctor about using an external programming device. Außerdem können interaktive Protokolle in Kombination mit diesen programmierbaren Parametern verwendet werden, um das Ansprechverhalten der Impedanzerfassungsschaltung In addition, interactive protocols can be used in combination with these programmable parameters to the response of the impedance sensing circuit 85 85 zu optimieren. to optimize. Beispielsweise kann ein Atmungsprotokoll, in dem der Patient in Ruhe normal atmet, verwendet werden, um eine anfängliche Verstärkung für die Schaltung zu schaffen. For example, a breathing protocol in which the patient is breathing normally at rest, are used to create an initial gain for the circuit. Erfasste Impedanzwerte während des Tests können durch den Arzt über das Telemetriesystem beobachtet werden, wobei die Anfangsverstärkung für die Schaltung Sensed impedance values during the test can be observed by the physician via the telemetry system, wherein the initial gain for the circuit 85 85 in einem erwünschten Bereich programmiert werden kann. can be programmed in a desired range.
  • [0029] [0029]
    Der Mikroprozessor The microprocessor 100 100 identifiziert die Einatmungsphase der Atmungsanstrengungs-Signalform aus den digitalisierten Amplitudenwerten von der Impedanzschaltung identifies the inspiration phase of the respiratory effort waveform from the digitized amplitude values from the impedance circuit 85 85 , so dass das System ein geformtes Stimulationssignalbündel während der Dauer dieser Phase zu der Elektrode , So that the system is a molded stimulation burst during the duration of this phase to the electrode 90 90 liefern kann. can deliver. Das Einsetzen der Einatmung ist als aufrechterhaltene Erhöhung der Neigung der Impedanzsignalform, die größer als ein im Voraus festgelegter Schwellenwert, jedoch kleiner als ein maximaler Neigungswert ist, gekennzeichnet. The onset of inspiration is characterized as a sustained increase in slope of the impedance waveform greater than a predetermined threshold value in advance, but smaller than a maximum slope value. Im Allgemeinen würde ein Einatmungswendepunkt durch eine Zunahme der Impedanzsignal-Amplitude um einen Faktor im Bereich von etwa 1,5 bis 5 über zwei Abtastperioden in einem Abstand von 40 bis 100 ms angegeben. In general, a Einatmungswendepunkt would be indicated by an increase in the impedance signal amplitude by a factor in the range of about 1.5 to 5 over two sampling periods at a distance of 40 to 100 ms. Die Spitzenamplitude des Impedanzsignals gibt das Ende der Einatmung und das Einsetzen der Ausatmung an. The peak amplitude of the impedance signal indicates the end of inspiration and the onset of expiration. Im Allgemeinen wird eine Einatmungsspitze erfasst, falls eine negative Steigung der Impedanzsignalform identifi ziert und über drei aufeinander folgende Abtastperioden aufrecht erhalten wird (dh über etwa 60 bis 150 ms). In general, a Einatmungsspitze is detected if a negative slope sheet of the impedance waveform and identifi over three successive sampling periods is maintained (ie, above about 60 to 150 ms).
  • [0030] [0030]
    Alternativ kann eine analoge Herleitung des Atmungsimpedanzsignals verwendet werden, um das Einsetzen und Beenden der Einatmung zu bestimmen. Alternatively, an analogous derivation of the respiration impedance signal can be used to determine the onset and end of inhalation. In der analogen Betriebsart kann das Eingangssignal der Impedanzschaltung In the analog mode, the input signal of the impedance circuit 85 85 durch den IPG verarbeitet werden, um eine Zeitableitung der gemessenen Impedanz abzuleiten. be processed by the IPG to derive a time derivative of the measured impedance. Ein Grundlinienwert für das Signal wird dann durch Mitteln von etwa zehn aufeinander folgenden Spannungsmessungen geschaffen. A baseline value for the signal is then established by averaging about ten consecutive voltage measurements. Falls der Durchschnittswert um eine vorgegebene Spannung über der vorhergehenden Grundlinie liegt, wird die Grundlinie auf den Durchschnittswert zurückgesetzt. If the average value by a predetermined voltage from the previous base line is located, the baseline is reset to the average value. Sobald eine gültige Grundlinienspannung gebildet worden ist, wird aus der Grundlinienspannung eine Schwellenspannung (z. B. eine Grundlinienspannung abzüglich einer Konstante) gebildet, die dem Einsetzen der Einatmung entspricht. Once a valid baseline voltage has been formed, a threshold voltage (eg. As a baseline voltage minus a constant) is formed from the baseline voltage corresponding to the onset of inspiration. Wenn die Schwellenspannung von dem Signal vom Sensor erzielt wird, wird die Stimulation freigegeben. If the threshold voltage is obtained from the signal from the sensor, stimulation is enabled. Um fehlerhafte positive Angaben des Einsetzens der Einatmung zu verhindern, kann die Signalspannung Bemittelt und dann mit der Schwellenspannung verglichen werden. In order to prevent erroneous insertion of the positive information inhalation, the signal voltage may be averaged and then compared with the threshold voltage. Das Beenden der Einatmung kann in ähnlicher Weise durch. The termination of the inhalation can be prepared by in a similar manner. Berechnen einer zweiten Schwellenspannung (dh einer negativen Spannungscharakteristik der Ausatmungsphase des Atmungszyklus) und durch Identifizieren des Punkts, bei dem die zweite Schwelle erreicht wird, ermittelt werden. Calculating a second threshold voltage (ie, a negative voltage characteristic of the expiratory phase of the respiratory cycle) and identifying the point at which the second threshold is reached, is determined.
  • [0031] [0031]
    Die The 8a–c 8a-c geben die Grundbetriebsart für das System an. indicate the basic mode of operation for the system. Das Atmungssignal The respiration signal 110 110 des Patienten, das aus der implantierten Impedanzerfassungsschaltung abgeleitet wird, wird überwacht, wobei die Einatmungsphase of the patient, which is derived from the implanted impedance sensing circuit is monitored, wherein the inhalation 112 112 des Signals of the signal 110 110 anhand der Signalformanalyse identifiziert wird, die den Wendepunkt is identified by the waveform analysis, the turning point the 113 113 und die Einatmungsspitze and the Einatmungsspitze 114 114 ermittelt. determined. Es kann gezeigt werden, dass das Einatmungs signal It can be shown that the inhalation signal 110 110 sehr genau dem gemessenen Mundrachendruck very closely the measured oropharyngeal pressure 111 111 entspricht, indem die Einatmungsphase des Atmungszyklus angegeben wird. corresponds, by the inhalation phase of the respiratory cycle is specified. Das System stellt dann ein bipolares Stimulationssignalbündel für die geeignete Muskulatur des oberen Luftwegs bereit, das mit der Einatmungsphase The system then provides a bipolar stimulation signal bundle for the appropriate muscles of the upper airway prepared with the inspiratory phase of the 112 112 synchronisiert ist. is synchronized. Das Stimulationssignalbündel ist als ein Stimulationsfenster The stimulation burst stimulation as a window 115 115 angegeben, das eine Spitzenamplitude specified, the peak amplitude of a 117 117 enthält, die durch den Arzt auf einen für den Patienten erforderlichen, spezifischen Pegel festgelegt wird. contains, which is determined by the physician at a level required for the patient specific. Eine Rampe, die die Stimulation während einer Anstiegszeit allmählich erhöht, und eine Rampe, die die Stimulation während einer Abfallzeit allmählich absenkt, können ebenfalls vorgesehen sein, falls dies gewünscht ist. A ramp which gradually increases the pacing during a rise time and a ramp that gradually lowers the stimulation during a fall time may also be provided, if desired. Im Idealfall würde die Stimulation einen Startpunkt Ideally, the stimulation would provide a starting point 123 123 zum gleichen Zeitpunkt wie der Wendepunkt the same time as the turning point 113 113 besitzen und bis zu einem Endpunkt possess, and up to an end point 125 125 andauern, der exakt bei der Einatmungsspitze persist the exactly when Einatmungsspitze 114 114 liegt. is located. Auf Grund der Tatsache, dass stets Unsicherheiten hinsichtlich der Tatsachen bestehen, dass die Einatmungsspitze Due to the fact that there is always uncertainty as to the facts remains that the Einatmungsspitze 114 114 erreicht ist oder dass die Amplitude des Signals fortgesetzt ansteigt, kann jedoch der Endpunkt is reached or that the amplitude of the signal increases continued, however, the endpoint 125 125 für das Stimulationsfenster for the stimulation window 115 115 verzögert werden, bis das System die Spitze klar identifiziert, indem erkannt wird, dass das Signal be delayed until the system peak clearly identified by detecting the signal 110 110 einem Abwärtstrend folgt. follows a downward trend. Somit kann der Endpunkt Thus, the endpoint 125 125 geringfügig nach der Einatmungsspitze slightly after Einatmungsspitze 114 114 auftreten. . occur
Referenced by
Citing PatentFiling datePublication dateApplicantTitle
US964302217 Jun 20149 May 2017Nyxoah SAFlexible control housing for disposable patch
Classifications
International ClassificationA61F5/56, A61M16/04, A61N1/36, A61B5/08
Cooperative ClassificationA61N1/3601, A61F5/56
European ClassificationA61N1/36C, A61F5/56